Noptieră MP3 Ceas cu alarmă: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Pentru acest proiect am vrut să fac un ceas cu alarmă comodă și complet funcțional.

Cerințele mele personale pentru un ceas cu alarmă la noptieră sunt:

1. Citibil la orice lumină, fără a orbi noaptea
2. Melodii de alarmă MP3
3. Factor de formă atractiv și mic
4. Funcția de amânare
5. Funcția de memorie, astfel încât timpul, ora alarmei, tonul de apel și volumul să nu se piardă de fiecare dată când se întrerupe alimentarea.
6. Funcția de ziua de naștere: la ziua mea de naștere (și a membrilor membrilor familiei mele) vreau să mă trezesc mai degrabă de „ziua de naștere fericită” decât de tonul de apel standard

Nu am putut găsi niciun fel de instructiv care să combine toate acestea; de aici acest instructabil.

Ceasul este construit în jurul unei matrice 8X8 WS2812B. Datorită cantității reduse de LED-uri, nu toate cuvintele pot fi alcătuite din litere consecutive. Majoritatea ceasurilor cu cuvinte 8x8 (ca acesta frumos) rezolvă acest lucru grupând mai multe litere pe un singur LED, deși altele au soluții mai creative. Am decis să aleg o soluție mai asemănătoare cu aceasta, în care cuvintele sunt făcute din litere non-consecutive. Acest lucru îi dă o întorsătură magică, deoarece nu vezi cuvintele înainte ca acestea să fie aprinse. Pentru a crește lizibilitatea, literele din același cuvânt au aceeași culoare. Este un pic nedumeritor să citești la început, dar după un timp îl poți citi într-o explozie. Acesta este și motivul pentru care îl numesc mai degrabă un ceas cu litere decât un ceas cu cuvinte. Ceasul mă trezește în fiecare dimineață și sunt încă uimit de modul în care sunt formate cuvintele!

Provizii

În afară de electronică, aproape toate componentele sunt articole refolosite sau recuperate pe care le aveam deja acasă. Singurul instrument de care aveți cu adevărat nevoie și pe care probabil nu îl aveți la îndemână pentru fața ceasului este un dispozitiv de tăiat cu laser. Din fericire, există multe fablabs și makerspaces care vă pot ajuta în acest sens. Mulțumim Makerspace De Prins!

Componente electronice:

• Matrice LED 8X8 WS2812B
• Arduino nano
• Modul ceas DS3231 în timp real
• DFPlayer mini
• card micro SD pentru a fi introdus în mini DFPlayer (cel mai mic / cel mai ieftin pe care îl puteți găsi va face treaba bine)
• O diodă foto
• Un LED RGB
• 1000 F capacitor
• un difuzor cât mai mic
• fire generice, conectori, rezistențe, butoane
• Niște lemn, MDF,.. pentru cutie

Pasul 1: Faceți cutia

Pentru cutie în sine am folosit câteva tăieturi de pe podeaua noastră din lemn. Acestea sunt plăci frumoase de stejar de 9 mm grosime. Folosind un ferăstrău, am tăiat 4 bucăți de 10,5 x 8,6 cm (de fapt am tăiat unele de rezervă pentru a corecta greșelile care vin!). De-a lungul marginii scurte, este realizată o canelură de 5 mm pentru a ascunde panoul frontal și posterior. Marginile lungi sunt tăiate într-un unghi de 45 ° pentru a face o cutie pătrată frumoasă. Aceasta nu este o lucrare comună a lemnarilor care devine sălbatic, din cauza zonei mici de lipici pentru cereale. Dar îmi place aspectul articulației ascuns în colț și este încă foarte puternic pentru aplicație. Dar aceasta este doar soluția mea cu materialele pe care le aveam la îndemână. Orice cutie care deține matricea va face treaba bine. Înainte de a lipi piesele împreună trebuie să realizăm și să montăm componentele electronice. Deci până la pasul următor.

Pasul 2: Clockface

Fără ceas fără față. Aceasta este una dintre modalitățile mai inteligente, rapide și ieftine de a face literele translucide, blocând în același timp toate celelalte lumini. Aveți nevoie doar de o bucată mică (10 x 10 cm) de sticlă acrilică (AKA plexi), niște vopsea spray și un tăietor cu laser. Am început cu o sticlă acrilică transparentă recuperată; grosimea este lipsită de importanță, atâta timp cât se potrivește cu adâncul cutiei. Pe o parte, am asprit un colț cu niște șmirghel și l-am acoperit cu vopsea neagră spray. Nu vă faceți griji cu privire la picurarea vopselei și așa mai departe, deoarece aceasta va fi partea din spate. Pe de altă parte, trebuie să păstrați cât mai curat posibil. Acum aveți nevoie de acces la un dispozitiv de tăiat cu laser pentru a îndepărta vopseaua și o parte din sticla acrilică, unde literele trebuie să vină folosind SVG furnizat; nu uitați că literele trebuie oglindite! Et voila: o modalitate ieftină, rapidă și ușoară de a face o față cu aspect perfect, practic fără scurgeri de lumină! Probabil că trebuie să schimbați ordinea literelor, deoarece acestea sunt concepute pentru un ceas olandez.

Acum aveți acces la laser, de asemenea, tăiați o matrice (fișier atașat, de asemenea) din MDF de 6 mm. Aceasta intră între matricea LED și placa frontală pentru a difuza lumina și a preveni scurgerea luminii către literele învecinate.

Pasul 3: lipirea electronice

Acum este timpul pentru nucleul ceasului nostru; electronica.

Inima proiectului nostru este nano arduino. Am folosit unul bazat pe Atmega328P. Acest lucru funcționează, dar în timpul dezvoltării software-ului am întâmpinat deseori probleme de memorie. Deci probabil un nano fiecare sau chiar un ESP32 ar putea fi mai potrivit.

Înainte de a lipi totul împreună, este înțelept să testați toate componentele și conexiunile pe o placă de măsurare. Datorită cantității mari de componente și conexiunilor necesare, acest lucru va părea dezordonat. Apoi transfer toate componentele una câte una pe o placă de circuite perforate. Vă rugăm să păstrați componentele apropiate, deoarece cutia este relativ mică și orientați-le în așa fel încât lucruri precum cardul SD, bateria, … să fie accesibile prin îndepărtarea părții din spate. Din partea de sus totul pare frumos și ordonat, în timp ce spatele este un spaghetti la maxim. Dar făcând și testând imediat toate conexiunile, puteți face și acest lucru! Puteți găsi câteva sfaturi pentru aceste plăci de prototipare aici.

Mai jos puteți găsi toate conexiunile care trebuie făcute pentru diferitele componente:

RTC (ceas în timp real) DS3231: 4 pini sunt conectați direct la arduino

• VCC la 5V
• GND la GND de arduino
• SDA la A4
• SCL la A5

DFPlayer Mini: Acesta este puțin diferit decât în majoritatea exemplelor. Pentru a evita problemele de magistrală I2C, îl atașez la portul serial al arduino, mai degrabă decât să folosesc o magistrală software. Cardul micro SD care intră în DFPlayer Mini ar trebui să conțină 12 tonuri de apel MP3 (numite 0001.mp3, 0002.mp3, …) și un ton de apel la mulți ani numit 0014.mp3 (13 nu au vrut să funcționeze!?!).

• VCC la 5V
• GND la GND
• RX la TX pe arduino, nu direct, ci peste un rezistor de 1 kohm; nu conectați TX-ul DFPlayer mini, nu folosim feedback-ul de la modul și va încurca funcționarea corectă a ceasului!
• spk1 & spk2 către difuzor

WS2812 a condus matricea:

• Pozitiv și negativ sunt conectate direct la mufa de alimentare
• Din primul LED / litera este conectat la pinul D6 al arduino, nu direct, ci printr-un rezistor de 330 ohmi

Condensator de 1000 µF: Acesta este pentru a proteja LED-urile, probabil că funcționează bine fără.

Piciorul pozitiv este conectat la partea pozitivă a matricei LED (și, prin urmare, și la mufa DC); piciorul negativ este conectat la partea minus a matricei LED

LED RGB: LED-ul pe care îl folosesc are rezistențe încorporate, majoritatea nu, deci includeți-le dacă este necesar.

• Cel mai lung picior este conectat la sol
• Celelalte picioare se conectează la pinul D8, D9 și D10 al arduino-ului.

Fotodiodă

• Un picior al fotodiodei este conectat la 5V,
• celălalt picior este conectat la pinul A0 de pe arduino și la sol printr-un resitor de 4,7 kohm

Butoane: aveți nevoie de 3 butoane; 1 buton mare de alarmă și 2 butoane mai mici pentru funcția sus și jos. Butoanele sunt conectate la pinii digitali de pe arduino. De asemenea, trebuie să adăugați rezistențe pull-down de 10 kohm, așa cum este explicat frumos în acest instructable.

• Butonul de alarmă este conectat la pinul D7
• Sus este conectat la pinul D12
• Butoanele în jos sunt conectate la pinul D11

Pasul 4: Asamblarea ceasului

Datorită spațiului limitat pentru toate componentele, este important să testați potrivirea tuturor componentelor. Prin urmare, am conectat toate componentele cu conectori, pentru a le elimina cu ușurință de pe placa principală. Butonul de alarmă pe care l-am folosit este prea lung și l-am montat într-un mod foarte ciudat. Asta pentru că nu mi-a plăcut plasticul său roșu. Acum este poziționat mult mai adânc în ceas, pentru a face loc unui mic disc de lemn care acționează acum ca buton și se potrivește mai bine aspectului ceasului. Discul este de fapt tăiat din mânerul unei pensule vechi; vezi că îmi place să refolosesc lucruri vechi! Placa din spate este, de asemenea, un obiect refolosit: unele bucăți dintr-o placă dibond de aur, care servește drept spate în bucătăria noastră. Trebuie doar să tăiați placa din spate la dimensiune cu ferăstrăul tăietor și să faceți o gaură pentru mufa DC. Acesta este montat cu șuruburi pentru a oferi acces la internele ulterior. Când totul pare să se potrivească și să funcționeze, este timpul să lipiți cutia. Lipirea este ușoară, lipiți toate cele 4 fețe împreună cu bandă de mascare, aplicați lipici și înfășurați împreună. Matricea LED este lipită de matricea capacului LED și această frecare se potrivește în poziție. Placa este montată deasupra cu bandă dublă. Primele nopți am făcut niște „nopți de testare” când totul era ținut împreună de benzi de cauciuc și am simțit că chiar și la cea mai mică setare LED-urile sunt prea luminoase! Acest lucru a fost rezolvat prin adăugarea a 2 straturi de hârtie între matricea capacului LED și placa de față.

Pasul 5: Software-ul

Software-ul este în cazul în care acest ceas diferă de majoritatea altora. Deoarece intenționez să-l folosesc ca ceasul meu principal de alarmă, am nevoie de multe funcții, care să fie controlate de doar 3 butoane! De asemenea, prefer un dispozitiv autonom, mai degrabă decât să mă conectez la acesta prin wifi, bluetooth, … pentru lucruri simple, cum ar fi schimbarea tonului de apel, a timpului, … și așa mai departe.

Aici o prezentare generală a tuturor funcțiilor pe care le-am inclus.

• Apăsarea scurtă a butonului de alarmă activează / dezactivează funcția de alarmă. Când alarma este activă, LED-ul este roșu.
• La activarea alarmei, se afișează ora alarmei și se poate schimba ora alarmei cu butoanele sus și jos (ore când LED-ul roșu clipește, apoi minute când LED-ul albastru clipește)
• Pentru a schimba tonul de apel și volumul; trebuie să activați meniul de setări apăsând simultan butonul sus și jos în timpul setării orei alarmei.
• Când alarma funcționează, apăsarea scurtă a butonului de alarmă vă va oferi 5 minute de amânare. Pentru a opri cu adevărat: apăsați din nou sau apăsați lung până când ledul de alarmă se stinge.
• Pentru a schimba ora, trebuie să activați meniul de setări apăsând simultan butonul sus și jos în timpul funcționării normale.
• Pentru a schimba data (utilizată pentru funcția de ziua de naștere), trebuie să activați meniul de setări apăsând simultan butonul sus și jos în timpul setării timpului.
• Și ultimul ou de Paște: apăsarea lungă a butonului de alarmă activează modul curcubeu. Arată nu numai cool, dar poate servi chiar și ca lumină de noapte!

Este atașată schița arduino necesară. Dar ar putea beneficia de o rescriere de la zero, deoarece arată prea mult creșterea sa organică și, prin urmare, îi lipsește puțin logica. Dar, deoarece totul funcționează, nu vreau să petrec mai mult timp decât am făcut-o deja.

Cea mai importantă funcție care diferențiază acest ceas este următoarea:

String TextToLED (String InputText, int animație, int StartLed)

Conține un algoritm care va căuta literele necesare pentru a vă aprinde și alternează culorile în orice spațiu din textul de intrare. În majoritatea celorlalte ceasuri, toate cuvintele sunt codate greu, ceea ce înseamnă că atunci când schimbați fața ceasului, trebuie să recodificați totul. Aici este doar o chestiune de a pune ordinea corectă a literelor în șir

ClockFace = String ("HETMISDTKWARVIENTBIJFGNAVOORHALFDNTWZEVRPHIAGERNALJFCHTSDUURAPMY"). Și este deosebit de convenabil atunci când schimbați numele funcției de ziua de naștere.

Pasul 6: Îmbunătățiri viitoare

Chiar și după câteva luni de utilizare, sunt încă foarte mulțumit de versiune. Pentru majoritatea proiectelor mele cred: „Acest lucru ar trebui îmbunătățit, sau ar fi fost mai bine, …” Dar acesta, nu; se simte și funcționează așa cum am vrut. O problemă poate fi consumul de energie. Acesta poate fi mai mare decât ceasul mediu cu alarmă pe care îl cumpărați. Dar depinde foarte mult de cantitatea de lumină din timpul zilei, deoarece LDR își face treaba foarte bine. Când este complet întuneric, ceasul meu trece în modul noapte; aceasta înseamnă litere roșii și verzi la cea mai slabă setare. În acest mod, ceasul are 0,08 amp și consumă astfel 0,4 Watt. În lumina întregii zile, aceasta crește la 0,3 amp sau aproximativ 1,5 wați, în timp ce modul curcubeu consumă chiar și 5 wați.

Oricum, privind rezultatul final, sunt convins că merită toată energia pe care am pus-o!

Nu uitați să mă votați la concursul de ceasuri! Mulțumesc că ai citit până la final.